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西安光学精密机械研究所立体显微镜获国家发明专利

仪表研发中国仪表网2017年02月21日 15:11:59人气:17762

  【中国仪表网 仪表研发】中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室超分辨成像团队,近期宣布研制成功双光子激发激光扫描实时立体显微镜,首次把基于双目视觉的立体显微方法和高分辨率双光子激发激光扫描荧光显微技术结合在一起,实现了对三维荧光样品的高速立体成像。同时,该研究成果亦获得国家发明专利授权(专利号ZL201210384895.4)。
  


图片来自网络

  随着生命科学研究的不断深入,科学家对研究中所使用的光学显微设备,要求也在不断提高。特别是对于生物活体显微成像来说,生物组织对光的散射使得噪声大大增强,严重影响了空间分辨率和成像深度。为了提高成像深度,双光子激发激光扫描荧光显微技术自20世纪90年代提出后被广泛应用于神经成像等领域,但是其逐点扫描的成像方式严重制约了成像速度。因为高分辨率光学显微镜的景深很小,要对样品完成三维成像,通常需要数十层乃至上百层的二维图像进行叠加重建得到,图像采集和处理一般需要数分钟甚至数十分钟,要快速实时地获取和显示三维图像非常困难。
  
  此次,中科院研究团队以双目视觉原理和贝塞尔光束产生扩展焦场为基础,提出了由四个振镜组成的激光束立体扫描装置,实现了对贝塞尔光束的横向位置和倾角共三个维度的控制,突破了只有两个自由度的传统激光扫描不能实时切换视角的限制。通过对四振镜立体扫描装置的优化设计和控制,实现了对贝塞尔光束的三自由度快速扫描,可在毫秒量级进行双视角切换,从而解决了激光扫描立体显微成像系统中双光路同时成像的技术难题,首次实现了基于双视角实时激光扫描的立体显微成像和显示系统。

    该系统可对样品进行立体动态成像和实时双目立体观测,其三维成像速度比传统的逐点扫描方式提高了一到两个数量级。该双光子立体显微系统为活体生物的三维实时成像和显示提供了一种新的观测工具。据研究者介绍,借助这一新的显微设备,可以让使用者像观看立体电影一样实时地观测动态的三维微观世界,无需光切片,无需耗时的三维图像重构。
  
  (原标题:中科院研发激光扫描实时立体显微镜 获发明专利授权)
(本文来源:中科院转载请注明出处
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